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Adsorptive Vorbehandlung von Rohglycerin für die 1,3-Propandiol Fermentation mit Clostridium diolis
(2014)
Bei der Gewinnung von Fettsäuren aus Pflanzenölen, z. B. zur Herstellung von Biopolymeren, oder bei der Biodiesel- und Seifenproduktion, fällt Glycerin als Nebenprodukt an. Bei der Biokonversion dieses Rohstoffes zu 1,3-Propandiol wird der Produktionsorganismus Clostridium diolis durch Verunreinigungen im Rohglycerin gehemmt. Als inhibierende Substanzen konnten freie Fettsäuren identifiziert werden. Mithilfe eines adsorptiven Aufarbeitungsverfahrens ist es gelungen, die Fettsäuren zu entfernen und die Konversionseffizienz zu 1,3-Propandiol zu erhöhen.
In der Molkeverarbeitung dominieren Membranfiltrationsverfahren die Prozessführung. Hierbei werden üblicherweise Aufkonzentrierungen der Proteine und deren Trennung von dem Milchzucker Lactose durchgeführt. Der Prozess der adsorptiven Aufreinigung soll als kostengünstige Alternative zu den bisher gebräuchlichen Verfahren dienen. Weiterhin eröffnet sich durch das Verfahren die Möglichkeit, einzelne Proteinfraktionen während der Verarbeitung anzureichern. Als Proteinquellen wurden für die Untersuchungen Modellproteine, Lösungen aus Molkenproteinisolat, Dünnmolke und Molkekonzentrat verwendet. Die Eignung zur Proteinbindung wurden an Tonmaterialien, Silicaten und y-Aluminiumoxiden in Pulverform, in Form von Granulaten sowie Extrudaten als auch sphärischen Partikeln überprüft. Adsorbentien aus Bentonit/Silica und c-Aluminiumoxid können sowohl a-Lactalbumin (aLA) als auch b-Lactoglobulin (bLG) binden, wohingegen Materialien aus Siliciumoxid lediglich ein starkes Adsorptionsverhalten gegenüber bLG zeigen. Mischmaterialien aus Siliciumoxid und a-Aluminiumoxid zeigen dasselbe Verhalten wie Materialien aus Siliciumoxid, weisen jedoch eine geringere Kapazität auf. Die Materialen wurden hinsichtlich ihres Einsatzes in chromatographischen Verfahren und Batch-Prozessen untersucht und ein Prozessentwurf für einen zweistufigen Batch-Prozess im Rührkessel erarbeitet.
Due to their anion exchange characteristics, layered double hydroxides (LDHs) are suitable for the detoxification of aqueous, fatty acid containing fermentation substrates. The aim of this study is to examine the adsorption mechanism, using crude glycerol from plant oil esterification as a model system. Changes in the intercalation structure in relation to the amount of fatty acids adsorbed are monitored by X-ray diffraction and infra-red spectroscopy. Additionally, calcination of LDH is investigated in order to increase the binding capacity for fatty acids. Our data propose that, at ambient temperature, fatty acids can be bound to the hydrotalcite by adsorption or in addition by intercalation, depending on fatty acid concentration. The adsorption of fatty acids from crude glycerol shows a BET-like behavior. Above a fatty acid concentration of 3.5 g L−1, intercalation of fatty acids can be shown by the appearance of an increased interlayer spacing. This observation suggests a two phase adsorption process. Calcination of LDHs allows increasing the binding capacity for fatty acids by more than six times, mainly by reduction of structural CO32−.
The scope of this study is the measurement of endotoxin adsorption rate for carbonized rice husk. It showed good adsorption properties for LPS. During the batch experiments, several techniques were used and optimized for improving the material’s adsorption behavior. Also, with the results obtained it was possible to differentiate the materials according to their adsorption capacity and kinetic characteristics.
Bacterial lipopolysaccharides (endotoxins) show strong biological effects at very low concentrations in human beings and many animals when entering the blood stream. These include affecting structure and function of organs and cells, changing metabolic functions, raising body temperature, triggering the coagulation cascade, modifying hemodynamics and causing septic shock. Because of this toxicity, the removal of even minute amounts is essential for safe parenteral administration of drugs and also for septic shock patients' care. The absence of a general method for endotoxin removal from liquid interfaces urgently requires finding new methods and materials to overcome this gap. Nanostructured carbonized plant parts is a promising material that showed good adsorption properties due to its vast pore network and high surface area. The aim of this study was comparative measurement of endotoxin- and blood proteins-related adsorption rate and adsorption capacity for different carboneous materials produced at different temperatures and under different surface modifications. As a main surface modificator, positively cbarged polymer, polyethileneimine (PEl) was used. Activated carbon materials showed good adsorption properties for LPS and some proteins used in the experiments. During the batch experiments, several techniques (dust removal, autoclaving) were used and optimized for improving the material's adsorption behavior. Also, with the results obtained it was possible to differentiate the materials according to their adsorption capacity and kinetic characteristics. Modification of the surface apparently has not affected hemoglobin binding to the adsorbent's surface. Obtained adsorption isotherms can be used as a powerful tool for designing of future column-based setups for blood purification from LPS, which is especially important for septic shock treatment.
Integrated voice assistants (IVA) receive more and more attention and are widespread for entertainment use cases, such as radio hearing or web searches. At the same time, the health care segment suffers in process inefficiency and missing staff, whereas the usage of IVA has the potential to improve caring processes and patient satisfaction. By applying a design science approach and based on a qualitative study, we identify IVA requirements, barriers and design guidelines for the health care sector. The results reveal three important IVA functions: the ability to set appointments with care service staff, the documentation of health history and the communication with service staff. Integration, system stability and volume control are the most important nonfunctional requirements. Based on the interview results and project experiences, six design and implementation guidelines are derived.
Neuromuscular strength training of the leg extensor muscles plays an important role in the rehabilitation and prevention of age and wealth related diseases. In this paper, we focus on the design and implementation of a Cartesian admittance control scheme for isotonic training, i.e. leg extension and flexion against a predefined weight. For preliminary testing and validation of the designed algorithm an experimental research and development platform consisting of an
industrial robot and a force plate mounted at its end-effector has been used. Linear, diagonal and arbitrary two-dimensional motion trajectories with different weights for the leg extension and flexion part are applied. The proposed algorithm is easily adaptable to trajectories consisting of arbitrary six-dimensional poses and allows the implementation of individualized trajectories.
ADIE : Keramische Fassaden- und Wandverkleidung - Funktion und Wirkung von Schönheit im Design
(2023)
„ADIE“ ist eine Produktfamilie von Keramikplatten und Fliesen mit dreidimensionaler Oberfläche, welche durch Form und Farbe Schönheit zum Ausdruck bringen. Sie sind sowohl im Kontext der Architektur als Fassadenverkleidung anwendbar als auch im Innenbereich als Wandverkleidung. Die Fähigkeit von Schönheit, unsere Umgebung zu transformieren, nimmt eine leitende Rolle in dieser Arbeit ein. Als Inspirationsquelle für die Entwürfe dienten Dinge, die dem allgemeinen Schönheitsempfinden entsprechen: Wasser, Blüten, der Himmel und andere Naturphänomene. Diese wurden abstrahiert, in Reliefs übersetzt und in drei unterschiedliche Module weiterentwickelt. Sie sind konzeptionell frei skalierbar und wurden in Kleinserie im Gussverfahren prototypisiert. Mit „ADIE“ sollte auf die Funktion von Schönheit im Design Bezug genommen werden und etwas entstehen, das einfach „nur“ schön ist.
The cooling process in induction based crucible melting furnaces for Industrial applications is one of the important and challenging factors in production and safety engineering. Accordingly, proper implementation of the cooling system of the furnace using optimum cooling guides and fail-safe features are critical in order to improve the safety of the process. Regarding this, manufacturing of porous material with high electrical isolation for the drainage segments of the cooling channels is examined in this study. Consequently, various geometries with different porosities using glass and ceramic powder are fabricated using Selective Laser Sintering (SLS) process. The manufactured parts are examined in a prototype furnace testing and the feasibility of the SLS manufacturing of parts for this application is discussed.